DE4209540A1 - Belt retractor with belt tensioner acting on the belt reel - Google Patents
Belt retractor with belt tensioner acting on the belt reelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Gurtaufroller mit einem an der Gurtspule über einen Klemmrollen-Kupplungsmechanismus angrei fenden Gurtstraffer.The invention relates to a belt retractor with a Engage the belt spool using a pinch roller clutch mechanism belt tensioners.
Bei einem aus der DE-PS 36 00 004 bekannten Gurtaufroller dieser Art ist nach erfolgter Gurtstraffung die Gurtspule blockiert, da der Kupplungsmechanismus durch Verklemmen der Klemmrollen die Gurtspule starr mit dem Strafferantrieb kop pelt, der seinerseits nach Erreichen des Strafferhubes durch ein Sperrwalzensystem blockiert ist. Es wurde bereits ver sucht, die Schutzwirkung von mit Gurtstraffern ausgerüsteten Sicherheitsgurtsystemen zu steigern, indem nach erfolgter Gurtstraffung eine Energiewandlung vorgenommen wird, um Last spitzen im Gurtband abzubauen. Eine Energiewandlung ist bei spielsweise durch Streckglieder möglich, die in den Kraftfluß des Gurtsystems eingefügt sind und unter Last plastisch ver formt werden. In a belt retractor known from DE-PS 36 00 004 This type is the belt reel after the belt has been tightened blocked because the clutch mechanism by jamming the Pinch rollers, the belt reel rigid with the tensioner drive kop pelt, who in turn after reaching the penalty stroke a ratchet roller system is blocked. It has already been ver addiction, the protective effect of belt tensioners Boost seat belt systems by after Belt tensioning an energy conversion is made to load to remove points in the webbing. An energy conversion is at possible, for example, by stretching elements that flow into the force of the belt system are inserted and ver plastically under load be shaped.
Durch die Erfindung wird ein neuartiger Gurtaufroller mit Gurtstraffer geschaffen, in den eine Einrichtung zur Energie wandlung integriert ist. Der erfindungsgemäße Gurtaufroller ist dadurch gekennzeichnet, daß in den Kraftfluß zwischen dem Kupplungsmechanismus und der Gurtspule ein Torsionsstab ein gefügt ist, der nach erfolgter Gurtstraffung unter der über das Gurtband eingeleiteten Last energieverzehrend um seine Achse verdrillt wird. Ein solcher Torsionsstab läßt nach er folgter Gurtstraffung eine Rückdrehung der Gurtspule um einen Drehwinkel zu, der für die beabsichtigte Energiewandlung mehr als ausreichend ist. Torsionsstäbe aus geeigneten Stahlsorten lassen eine Verdrillung um mehr als 360° zwischen den beiden axialen Enden des Torsionsstabes zu. Der Torsionsstab läßt sich in besonders vorteilhafter Weise in den Gurtaufroller integrieren, wenn sein erstes axiales Ende mit der Gurtspule kraftschlüssig gekoppelt und das zweite axiale Ende als zy lindrischer Kupplungsfortsatz ausgebildet wird, den die Kupp lungsglieder des Kupplungsmechanismus umgeben. In dieser An ordnung beansprucht der Torsionsstab nur den Raum, den bei herkömmlichen Gurtaufrollern ein Verankerungsstift für das Gurtband einnimmt, der koaxial in die Gurtspule eingesetzt ist.The invention provides a new type of belt retractor Belt tensioners created in which a device for energy change is integrated. The belt retractor according to the invention is characterized in that in the power flow between the Coupling mechanism and the belt reel a torsion bar is added after the belt has been tightened under the webbing initiated load consumes energy around its Axis is twisted. Such a torsion bar decreases after it followed belt tightening one turn of the belt reel by one Angle of rotation too, the more for the intended energy conversion is sufficient. Torsion bars made of suitable types of steel leave a twist of more than 360 ° between the two axial ends of the torsion bar. The torsion bar leaves itself in a particularly advantageous manner in the belt retractor integrate when its first axial end with the belt spool non-positively coupled and the second axial end as zy Lindrischer coupling extension is formed, the clutch surrounded members of the clutch mechanism. In this An order, the torsion bar only takes up the space conventional belt retractors an anchor pin for that Belt strap occupies, which is inserted coaxially into the belt reel is.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung zeigtFurther features and advantages of the invention result from the following description and from the drawing to which Reference is made. In the drawing shows
Fig. 1 einen Teilschnitt eines Gurtaufrollers mit Gurt straffer; Fig. 1 shows a partial section of a belt retractor with belt taut;
Fig. 2 einen Querschnitt entlang Linie II-II in Fig. 1; FIG. 2 shows a cross section along line II-II in FIG. 1;
Fig. 3 schematisch eine Sperrklinke zum Zusammenwirken mit einer Sperrverzahnung an der Gurtspule des Gurtaufrollers; und Figure 3 illustrates schematically a latch for cooperating with a locking toothing on the belt reel of the belt retractor. and
Fig. 4 einen Schnitt entlang Linie IV-IV in Fig. 1. Fig. 4 shows a section along line IV-IV in FIG. 1.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausbildung des Gurtaufrollers ist zwischen den Schenkeln eines lasttragenden Gehäuses 10 eine Gurtspule 12 drehbar gelagert. An dem Gehäuse 10 ist ein Soc kel 14 für den pyrotechnischen Kolben/Zylinder-Antrieb des Gurtstraffers befestigt. Dieser Sockel 14 besitzt eine Gewin debohrung 14a zum Einschrauben eines Endes eines Zylinders 16 und eine Aufnahmebohrung 14b für einen pyrotechnischen Gasge nerator 18. Im Inneren des Zylinders 16 ist ein Kolben 20 aufgenommen, an dem ein Zugseil 22 befestigt ist. Der pyro technische Antrieb des Gurtstraffers ist herkömmlich ausge bildet und wird daher nicht näher beschrieben. Das Zugseil 22 ist mit mehreren Windungen in eine Rille einer Seilscheibe 24 eingelegt und mit seinem Ende an dieser Seilscheibe festge legt. Diese Seilscheibe 24 ist allgemein glockenförmig ge staltet und Bestandteil eines Klemmrollen-Kupplungsmechanis mus, dessen Klemmrollen 26 bei Aktivierung des Gurtstraffers durch Drehung der Seilscheibe 24 in Eingriff mit einem zylin drischen Kupplungsfortsatz 28 eines Torsionsstabes 30 ge bracht werden, der koaxial im Inneren der Gurtspule 12 ange ordnet ist. In einem einteilig mit dem Sockel 14 verbundenen Lagerring 15 ist ein Klemmwalzen-Gesperre mit Sperrwalzen 27 angeordnet, die eine Drehung der Seilscheibe 24 in Richtung des Gurtbandabzugs verhindern. Mit dem Kupplungsfortsatz 28 ist ferner eine Nabe 32 in Eingriff, an der das innere Ende einer Spiralfeder 34 angreift, die im Inneren eines Federge häuses 36 aufgenommen ist, an welchem das äußere Ende der Spiralfeder 34 angeschlossen ist. Die Spiralfeder 34 ist die Aufwickelfeder des Gurtaufrollers, deren Federkraft über die Nabe 32 und den Torsionsstab auf die Gurtspule 12 übertragen wird.In the embodiment of the belt retractor shown in FIG. 1, a belt spool 12 is rotatably mounted between the legs of a load-bearing housing 10 . On the housing 10 is a Soc kel 14 for the pyrotechnic piston / cylinder drive of the belt tensioner attached. This base 14 has a threaded bore 14 a for screwing in one end of a cylinder 16 and a receiving bore 14 b for a pyrotechnic gas generator 18th In the interior of the cylinder 16 , a piston 20 is received, on which a pull cable 22 is attached. The pyro technical drive of the belt tensioner is conventionally formed and is therefore not described in detail. The pull rope 22 is inserted with several turns in a groove of a pulley 24 and with its end festge on this pulley. This pulley 24 is generally bell-shaped and forms part of a pinch roller clutch mechanism, the pinch rollers 26 are brought into engagement with a cylin drical coupling extension 28 of a torsion bar 30 by activating the belt tensioner by rotation of the rope pulley 24 , the coaxial inside the belt reel 12th is arranged. In a bearing ring 15 which is connected in one piece to the base 14 , a pinch roller locking mechanism with locking rollers 27 is arranged, which prevent the rope pulley 24 from rotating in the direction of the belt webbing withdrawal. With the coupling extension 28 a hub 32 is also engaged, on which the inner end of a coil spring 34 engages, which is housed inside a Federge 36 , to which the outer end of the coil spring 34 is connected. The spiral spring 34 is the winding spring of the belt retractor, the spring force of which is transmitted to the belt reel 12 via the hub 32 and the torsion bar.
An seinem von dem Kupplungsfortsatz 28 abgewandten axialen Ende ist der Torsionsstab 30 mit einem gerändelten Kopf stück 38 versehen, das in eine passend gestaltete Ausnehmung 40 der Gurtspule 12 formschlüssig eingesetzt ist. Die Gurtspule 12 besteht im wesentlichen aus zwei seitlichen Flanschen 12a, 12b und einem im wesentlichen hohlzylindrischen Mantel 12c, der einen Schlitz 12d für den Durchgang des auf der Gurtspule 12 aufzuwickelnden Gurtbandes 42 aufweist (Fig. 2). Der Tor sionsstab 30 erstreckt sich durch den hohlzylindrischen In nenraum des Mantels 12c der Gurtspule. Das Ende des Gurtban des 42 bildet eine Schlaufe, die auf den Torsionsstab 30 auf geschoben ist. Der Torsionsstab 30 ist durch das gerändelte Kopfstück 38 drehfest mit der Gurtspule 12 verbunden. Im Ru hezustand, der in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Klemmrol len 26 außer Eingriff mit dem Kupplungsfortsatz 28, so daß die Gurtspule 12 mit dem Torsionsstab 30 unbehindert drehbar ist.At its axial end facing away from the coupling extension 28 , the torsion bar 30 is provided with a knurled head piece 38, which is positively inserted into a suitably designed recess 40 of the belt spool 12 . The belt spool 12 consists essentially of two lateral flanges 12 a, 12 b and a substantially hollow cylindrical jacket 12 c, which has a slot 12 d for the passage of the webbing 42 to be wound on the belt spool 12 ( FIG. 2). The gate sionsstab 30 extends through the hollow cylindrical inner space of the jacket 12 c of the belt spool. The end of the strap of the 42 forms a loop which is pushed onto the torsion bar 30 . The torsion bar 30 is connected in a rotationally fixed manner to the belt reel 12 by the knurled head piece 38 . In Ru state, which is shown in Fig. 1, the Klemmrol len 26 are disengaged from the coupling extension 28 , so that the belt spool 12 is freely rotatable with the torsion bar 30 .
Bei Aktivierung des Gurtstraffers wird in an sich bekannter Weise durch die vom Gasgenerator 18 freigesetzten Gase der Kolben 20 im Zylinder 16 zu dessen freiem Ende hin verscho ben, wobei über das Zugseil 22 ein Drehmoment am Umfang der Seilscheibe 24 ausgeübt wird. Durch die dann erfolgende Dre hung der Seilscheibe 24 werden zunächst die Klemmrollen 26 in Kupplungseingriff mit dem zylindrischen Kupplungsfortsatz 28 bewegt, so daß Seilscheibe 24 und Kupplungsfortsatz 28 dreh fest miteinander gekuppelt sind. Durch den Torsionsstab 30 wird die Drehung der Seilscheibe 24 auf die Gurtspule 12 übertragen. Diese wird in Aufrollrichtung angetrieben, so daß die Gurtlose aus dem Sicherheitsgurtsystem herausgezogen wird. Nach beendeter Gurtstraffung sind die Klemmrollen 26 zwischen Seilscheibe 24 und Kupplungsfortsatz 28 verklemmt, so daß der Torsionsstab 30 weiterhin drehfest mit der Seilscheibe 24 gekoppelt ist. Die Seilscheibe wird ihrerseits gegen Drehung in Richtung des Gurtbandabzugs durch die Sperrwalzen 27 am Lagerring 15 blockiert.When the belt tensioner is activated, the piston 20 in the cylinder 16 is displaced towards the free end of it by the gases released by the gas generator 18, the torque being exerted on the circumference of the pulley 24 via the traction cable 22 . Due to the rotation of the pulley 24 then taking place, the pinch rollers 26 are first moved into coupling engagement with the cylindrical coupling extension 28 , so that the pulley 24 and coupling extension 28 are rotatably coupled to one another. The torsion bar 30 transmits the rotation of the cable pulley 24 to the belt spool 12 . This is driven in the winding direction so that the belt slack is pulled out of the seat belt system. After the belt tensioning has ended, the clamping rollers 26 are clamped between the pulley 24 and the coupling extension 28 , so that the torsion bar 30 is still coupled to the pulley 24 in a rotationally fixed manner. The rope pulley is in turn blocked against rotation in the direction of the belt webbing by the locking rollers 27 on the bearing ring 15 .
Wenn nun aber nach erfolgter Gurtstraffung eine hohe Last im Sicherheitsgurtsystem auftritt und über das Gurtband bei ei ner Zugspannung von einigen kN ein entsprechend hohes Drehmo ment auf die Gurtspule ausgeübt wird, so beginnt der Tor sionsstab 30, sich durch Torsion um seine Achse plastisch zu verformen. Durch diese plastische Verformung wird Energie verzehrt und werden die im Gurtband auftretenden Lastspitzen weitgehend absorbiert. Durch Dimensionierung und Materialwahl können sowohl die Schwelle, ab welcher die plastische Verfor mung des Torsionsstabes 30 einsetzt, als auch sein weiteres Verhalten und die dadurch erzielte Dämpfungswirkung nahezu beliebig eingestellt werden.However, if a high load occurs in the seat belt system after the belt has been tightened and a correspondingly high torque is exerted on the belt reel via the belt strap with a tensile stress of a few kN, the torsion bar 30 begins to deform plastically about its axis due to torsion . This plastic deformation consumes energy and the load peaks occurring in the belt are largely absorbed. By dimensioning and choice of material, both the threshold from which the plastic deformation of the torsion bar 30 begins, as well as its further behavior and the resulting damping effect can be set almost arbitrarily.
Gurtaufroller der beschriebenen Art sind mit einem fahrzeug- und gurtbandsensitiven Blockiermechanismus versehen. Dieser umfaßt eine Sperrklinke 50 (Fig. 3), die mit einer Sperrver zahnung 52 am Flansch 12b der Gurtspule 12 zusammenwirkt. Damit nach erfolgter Gurtstraffung eine Rückdrehung der Gurt spule zur Verformung des Torsionsstabes 30 möglich ist, muß dafür gesorgt werden, daß die Sperrklinke 50 außer Eingriff mit der Sperrverzahnung 52 der Gurtspule 12 bleibt. Zu diesem Zweck ist in einem einteilig mit dem Sockel 14 verbundenen Lagerring 15 eine Blockierplatte 54 in Axialrichtung ver schiebbar gelagert. Die Blockierplatte 54 greift mit ihrem der Seilscheibe 24 benachbarten, abgeschrägten Ende in eine rampenförmige Ausnehmung dieser Seilscheibe 24 und liegt mit ihrem gegenüberliegenden Ende unmittelbar neben der Sperr klinke 50, solange der Gurtstraffer nicht aktiviert ist (Fig. 4). Sobald die Seilscheibe 24 in Drehung versetzt wird, stößt sie die Blockierplatte 54 in Axialrichtung in den Schwenkweg der Sperrklinke 50, die nicht mehr in Eingriff mit der Sperrverzahnung 52 der Gurtspule 12 gelangen kann.Belt retractors of the type described are provided with a locking mechanism that is sensitive to the vehicle and the belt. This includes a pawl 50 ( Fig. 3) which interacts with a Sperrver toothing 52 on the flange 12 b of the belt spool 12 . So that after belt tensioning a return rotation of the belt reel for deforming the torsion bar 30 is possible, it must be ensured that the pawl 50 remains out of engagement with the locking teeth 52 of the belt reel 12 . For this purpose, a blocking plate 54 is slidably mounted in the axial direction in a one-piece bearing ring 15 connected to the base 14 . The blocking plate 54 engages with its beveled end adjacent to the pulley 24 in a ramp-shaped recess of this pulley 24 and lies with its opposite end immediately next to the pawl 50 , as long as the belt tensioner is not activated ( Fig. 4). As soon as the cable pulley 24 is set in rotation, it pushes the blocking plate 54 in the axial direction into the pivoting path of the pawl 50 , which can no longer come into engagement with the locking toothing 52 of the belt reel 12 .
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